suspension corporal

1

SISTEMA DE SUSPENSIN PARCIAL DEL PESO CORPORAL PARA EVALUACIN Y

REEDUCACIN DEL PATRN DE MARCHA EN PACIENTES HEMIPLJICOS O

AFECTADOS POR MINAS ANTIPERSONALES."

OSCAR RICARDO RAMREZ SERRANO

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE CIENCIAS FSICO MECNICAS

ESCUELA DE DISEO INDUSTRIAL

BUCARAMANGA 2007

2

SISTEMA DE SUSPENSIN PARCIAL DEL PESO CORPORAL PARA EVALUACIN Y



OSCAR RICARDO RAMREZ SERRANO

PROYECTO DE GRADO PARA ASPIRAR AL TTULO DE DISEADOR INDUSTRIAL

Director:

M.D.I. Francisco Espinel

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

FACULTAD DE CIENCIAS FSICO MECNICAS

ESCUELA DE DISEO INDUSTRIAL

BUCARAMANGA 2007

4

CURAR ES CUESTIN DE TIEMPO, PERO EN OCASIONES, TAMBIN ES

CUESTIN DE OPORTUNIDAD.

HIPCRATES

5

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

1 ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO. 21

1.1 TITULO. 21

1.2 DIRECTOR. 21

1.3 AUTOR. 21

1.4 ESCUELA. 21

1.5 FACULTAD. 21

1.6 ENTIDADES INTERESADAS. 21

2. DESCRIPCIN. 22

2.1 OBJETIVOS. 22

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS. 22

3 JUSTIFICACIN. 23

4 ALCANCES Y LIMITACIONES. 25

5. RECURSOS. 26

5.1 HUMANOS. 26

5.2 ENTIDADES. 26

6 ESTADO DEL ARTE. 27

6.1 ANLISIS DE SOLUCIONES EXISTENTES. 28

6.1.1 Caminadores o barras paralelas. 28

6.1.2 Biodex Medical. 29

6.1.3 h/p/cosmos Airwalk. 30

6

7 MARCO TERICO. 32

7.1 MARCHA. 32

7.1.1 Movimiento vertical del centro de masa. 33

7.1.2 Movimiento lateral del centro de masa. 33

7.2 FUERZAS DE REACCIN EN LA MARCHA. 34

7.2.1 Fuerza de reaccin vertical. 34

7.2.2 Fuerza de reaccin longitudinal. 34

7.3. ALTERACIONES DE LA MARCHA. 34

7.3.1 Marcha atxica sensorial (tabtica). 34

7.3.2 Marcha atxica. 35

7.3.3 Marcha parkinsoniana. 35

7.3.4 Marcha en steppage. 35

7.3.5 Marcha hemipartica (circunduccin). 35

7.3.6 Marcha miopatica (de pato). 35

7.3.7 Marcha espstica (tijeras). 35

7.4 PRTESIS. 35

7.4.1 Causas para una amputacin. 36

7.4.2 Anlisis del patrn de marcha en pacientes con prtesis. 36

7.4.3 Problemas ms comunes de la marcha en pacientes con prtesis. 37

7.4.4 Causas ms comunes por las cuales el paciente presentar alteracin en la

marcha. 37

7.4.4.1 Causas relacionadas con la prtesis. 37

7.4.4.2 Causas relacionadas con el amputado. 38

7

7.5. DESORDENES DEL MOVIMIENTO Y PATOLOGAS NEUROLGICAS. 38

7.6 ACCIDENTE CEREBROVASCULAR. 39

7.6.1 Hemipljia. 39

7.6.1.1 Problemas del paciente hemipljico. 40

7.6.1.2 Rehabilitacin del enfermo hemipljico. 40

7.6.3 Importancia de las actitudes. 41

7.6.2 Las causas de las lesiones vasculares son principalmente. 42

7.6.2.1 Hemorragias. 42

7.6.2.2 Trombosis. 42

7.6.2.3 Embolia. 43

7.6.3 Trauma craneoencefalico. 43

7.6.3.1 Tumores cerebrales. 43

7.6.3.2 Causa de los tumores cerebrales. 44

7.7 LESION MEDULAR. 45

7.7.1 Clasificacin de las lesiones vertebrales. 46

7.8 BIPEDACIN Y MARCHA. 46

8 DESCRIPCIONES DE LA INVESTIGACIN. 47

8.1. PROCEDIMIENTO. 47

8.2 VARIABLES DEPENDIENTES. 48

8.2.1 Variable descriptiva. 48

8.2.1.1 Longitud de la pasada. 49

8.2.1.2 Duracin de la pasada. 49

8.2.1.3 Frecuencia de la pasada. 49

8

8.2.1.4. Velocidad. 49

8.2.2 Variables temporales. 49

8.2.3 Fase de la marcha. 50

8.2.3.1 Primer doble apoyo. 50

8.2.3.2 Primer apoyo unilateral. 50

8.2.3.3 Segundo doble apoyo. 50

8.2.3.4 Segundo apoyo unilateral. 50

8.2.4 Variable relacionada con la cinemtica articular. 51

8.2.5. Variable coordenativas. 51

8.2.6. ndice de simetra. 51

8.3 VENTAJAS DE LA DISMINUCIN DEL PESO PARA EL PACIENTE. 52

8.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SISTEMA DE SUSPENSIN DE PESO EN

BANDA SIN FIN Y SUELO. 52

8.4.1 Ventajas de la rehabilitacin en la banda sin fin. 52

8.4.2 Limitantes de la rehabilitacin en la banda sin fin. 52

8.4.3 ventajas de la rehabilitacin en el suelo. 53

9 PROCESO DE DISEO. 54

9.1 REQUERIMIENTOS DE DISEO. 56

9.3.1 Requerimientos de uso. 56

9.3.2 Requerimientos de funcin. 56

9.3.3 Requerimientos estructurales. 57

9.3.4 Requerimientos tcnico-productivos. 57

9.3.5 Requerimientos formal-estticos. 58

9

9.3.6 Requerimientos ergonmicos. 58

10. GENERACIN DE ALTERNATIVAS. 59

10.1 ESTRUCTURA. 61

10.1.1 Estructura con cercha. 61

10.1.2 Estructura con viga I. 64

10.2 SISTEMA DE TENSIN. 68

10.2.1 Contra-fuerza. 68

10.2.2 Sistema de Cilindro neumtico. 73

11.3 CARCASA. 81

10.3.1 Alternativa de carcasa 1. 83

10.3.2 Alternativa de carcasa 2. 85

11. GENERACIN DE ALTERNATIVAS. 87

13. SEGUNDAS PRUEBAS PRELIMINARES. 111

13.1 PRUEBA DE RESISTENCIA DE MATERIALES. 111

13.1.1 Objetivo de las pruebas. 113

13.2 ARNS. 123

13.2.1. BARRA TRANSVERSAL. 125

13.3 PANEL DE CONTROL. 129

13.4 MANUAL DE USUARIO. 131

14. TERCERA COMPROBACION FUNCIONAL DEL SISTEMA. 134

14.1 OBJETIVO DE LA COMPROBACIN. 134

14.2 OBJETIVOS ESPECFICOS DE LA COMPROBACIN. 134

14.3 DESCRIPCIN DE ELEMENTOS UTILIZADOS. 134

10

15. DESCRIPCIN DE ELEMENTOS UTILIZADOS. 148

15.1 SISTEMA NEUMTICO. 148

15.2 COMPRESOR. 149

15.3 MANGUERA FLEXIBLE EN ESPIRAL. 149

15.4 REGULADORA DE PRESION. 150

15.5 BSCULA DE PISO BS45x60/JAV2000. 151

16. DISEO CONCEPTUAL DE LA IMAGEN 2-D. 153

16.1 COLORES. 153

16.1.1 Blanco. 153

16.1.2 Azul. 153

16.1.3 Verde. 154

16.2 LOGOTIPO. 154

17. LOGROS OBTENIDOS. 162

18. CONCLUSIONES. 163

BIBLIOGRAFA.

ANEXOS.

11

LISTA DE FIGURAS

Pg.

FIGURA 1. Rehabilitacin barras paralelas o Caminadores. 28

FIGURA 2. Unweighing System. 29

FIGURA 3. Airwalk. 30

FIGURA 4. Movimiento vertical del centro de masa. 33

FIGURA 5. Movimiento lateral del centro de masa. 33

FIGURA 6. Plano sagital. 44

FIGURA 7. Marcadores. 47

FIGURA 8. Ilustracin planos tcnicos del laboratorio. 48

FIGURA 9. Pasada. 49

FIGURA 10. Fases de marcha. 50

FIGURA 11. ngulos de la marcha. 51

FIGURA 12. Proceso de diseo. 55

FIGURA 13. Divisin del sistema. 60

FIGURA 14. Vista de la estructura con cercha. 61

FIGURA 15. Perspectiva estructura con cercha. 62

FIGURA 16. Anlisis en cosmos estructura cercha. 63

FIGURA 17. Vista estructura perfil I. 64

FIGURA 18. Perspectiva estructura perfil I. 65

FIGURA 19. Anlisis en cosmos estructura en I. 65

12

FIGURA 20. Sistema de contra-fuerza. 68

FIGURA 21. Rotacin del cable de acero. 69

FIGURA 22. Pieza mvil. 69

FIGURA 23. Sistema de contrapesos. 70

FIGURA 24. Vistas del polipasto. 70

FIGURA 25. Funcionamiento del polipasto. 71

FIGURA 26. Sistema con presencia del fenmeno de catenaria. 72

FIGURA 27. Sistema sin presencia del fenmeno de catenaria. 72

FIGURA 28. Vistas del carro generador de tensin. 73

FIGURA 29. Desplazamiento de la pieza mvil. 71

FIGURA 30. Diagrama del sistema. 75

FIGURA 31. Smbolo compresor. 75

FIGURA 32. Smbolo vlvula reguladora de presin. 76

FIGURA 33. Smbolo escape rpido. 76

FIGURA 34. Smbolo cilindro neumtico de doble efecto. 76

FIGURA 35. Smbolo vlvula de cierre. 77

FIGURA 36. Smbolo de la fuerza del cilindro neumtico doble efecto. 77

FIGURA 37. Laboratorio de neumtica S.E.N.A Seccional Girn. 79

FIGURA 38. Rectngulo proporcional. 82

FIGURA 39. Vista lateral de la carcasa. 82

FIGURA 40. Abstraccin de la forma de la carcasa. 83

FIGURA 41. Vista de la carcasa curva. 84

FIGURA 42. Vistas de la carcasa. 85

13

FIGURA 43. Vista de la carcasa recta. 86

FIGURA 44. Sub-sistemas. 87

FIGURA 45. Alternativa 1. 88








FIGURA 53. Evaluacin de la alternativa 1. 102








FIGURA 61. Maquina trebel lab. Resistencia de materiales. 110

FIGURA 62. Prueba de tensin al cable de acero. 112

FIGURA 63. Explosin ejes a comprobar resistencia. 113

FIGURA 64. Prueba de flexin de los ejes. 113

FIGURA 65. Explosin del conjunto a comprobar resistencia. 114

14

FIGURA 66. Primer sistema de sujecin a probar resistencia. 115

FIGURA 67. Falla de la primera comprobacin sistema de sujecin por deslizamiento. 116

FIGURA 68. Segundo sistema de sujecin a probar resistencia. 117

FIGURA 69. Falla de la segunda comprobacin sistema de sujecin por deslizamiento.118

FIGURA 70. Tercer sistema de sujecin a probar resistencia. 119

FIGURA 71. Falla de la tercera comprobacin sistema de sujecin por ruptura. 120

FIGURA 72. Vista de la estructura. 121

FIGURA 73. Construccin de la estructura. 122

FIGURA 74. Estructura de comprobacin en el lab. de neumtica. 122

FIGURA 75. Segunda prueba lab. Neumtica sena. 123

FIGURA 76. Arns evolucionado. 124

FIGURA 77. Medidas antropomtricas. 125

FIGURA 78. Posiciones de la barra transversal. 126

FIGURA 79. Panel de control. 129

FIGURA 80. Sealizacin panel de control. 130

FIGURA 81. Panel de control funcionando bien. 131

FIGURA 82. Panel de control funcionando mal. 132

FIGURA 83. Altura panel de control. 133

FIGURA 84. Ubicacin de la bscula. 133

FIGURA 85. Suspensin del peso. 134

FIGURA 86. Desplazamiento lateral del centro de masa. 134

FIGURA 87. Desplazamiento vertical del centro de masa. 135

FIGURA 88. Rotacin plvica. 135

15

FIGURA 89. Balanceo de brazos. 136

FIGURA 90. Rotacin del paciente 180. 136

FIGURA 91. Carro generador de tensin siguiendo trayectoria. 137

FIGURA 92. Freno de cada del paciente. 137

FIGURA 93. Planos del lab. Anlisis de marcha. 141

FIGURA 94. Render del plano del lab. Anlisis de marcha. 142

FIGURA 95. Tubo flexible en espirar. 143

FIGURA 96. Primer paso de ensamble de la carcasa. 144

FIGURA 97. Segundo paso de ensamble de la carcasa. 145

FIGURA 98. A unin de las dos partes. 145

FIGURA 99 B ensamble de las dos partes. 145

FIGURA 100. C. ensamble al conjunto de la carcasa. 145

FIGURA 101. Pieza de unin de la carcasa a la estructura. 147

FIGURA 102. Tercer paso de ensamble de la carcasa. 147

FIGURA 103. Cilindro neumtico Festo. 148

FIGURA 104. Baja emisin de ruido. 149

FIGURA 105. Tubo flexible en espiral PPS. 150

FIGURA 106. Vlvula reguladora de presin. 151

FIGURA 107. Display de la bscula. 152

FIGURA 108. Base de la bscula. 152

FIGURA 109. V. Superior de la una persona en marcha. 154

FIGURA 110. Desplazamiento centro de gravedad. 155

FIGURA 111. Puntos de apoyo de las extremidades inferiores. 155

16

FIGURA 112. V. Superior del desplazamiento del centro de masa y los puntos de

apoyo. 155

FIGURA 113. Abstraccin geomtrica de la vista superior. 156

FIGURA 114. Fusin de la abstraccin de las dos figura geomtrica. 156

FIGURA 115. Caracterizacin y personificacin de la abstraccin. 157

FIGURA 116. Resultado final del logo. 157

17

LISTA DE TABLAS

Pg.

TABLA 1. Requerimientos de uso. 56

TABLA 2. Requerimientos de funcin. 56

TABLA 3. Requerimientos estructurales. 57

TABLA 4. Requerimientos tcnico-productivos. 57

TABLA 5. Requerimientos formal-estticos. 58

TABLA 6. Requerimientos ergonmicos. 58

TABLA 7. Ventajas y desventajas de las estructuras. 66

TABLA 8. Ventajas y desventajas del sistema de tensin. 80

TABLA 9. Evaluacin del sistema de estructura. 97

TABLA 10. Evaluacin sistema de tensin. 97

TABLA 11. Evaluacin de la carcasa. 98

TABLA 12. Valor tcnico ponderado de estructura con cercha. 99

TABLA 13. Valor tcnico ponderado de estructura con perfil en I. 99

TABLA 14. Valor tcnico ponderado de Sistema de contrapeso. 100

TABLA 15. Valor tcnico ponderado de Sistema de cilindro neumtico. 100

TABLA 16. Valor tcnico ponderado de la carcasa alternativa 1. 101

TABLA 17. Valor tcnico ponderado de la carcasa alternativa 2. 101

TABLA 18. Puntuacin final de la alternativa 1. 102

18








TABLA 26. Medidas antropomtricas. 125

19

RESUMEN

TITULO: SISTEMA DE SUSPENSIN PARCIAL DEL PESO CORPORAL PARA EVALUACIN Y REEDUCACIN DEL PATRN DE MARCHA EN PACIENTES HEMIPLJICOS O AFECTADOS POR MINAS ANTIPERSONALES." AUTOR: OSCAR RICARDO RAMREZ SERRANO.* PALABRAS CLAVES: rehabilitacin, diseo, marcha, sistema.** DESCRIPCIN: Este proyecto nace de la necesidad que existe en Colombia de disear un sistema de suspensin parcial del peso corporal, para la evaluacin del patrn de marcha en pacientes con desordenes en la marcha, desordenes causados por una mina antipersonal, una enfermedad cerebro vascular o algn accidente que afecte la habilidad para marchar. El paciente al iniciar el reaprendizaje de la marcha, a causa de su patologa no podr soportar la totalidad de su peso, debido al dolor que causa el soporte total del peso sobre sus extremidades inferiores, a la falta de coordinacin en sus extremidades o a debilidad en los msculos protagonistas de la marcha, en Colombia la rehabilitacin de estos pacientes es realizada en las barras paralelas, sistemas que no permite realizar una rehabilitacin controlada, debido a que el porcentaje de suspensin esta dado por el umbral de dolor del mismo paciente, dificultando llevar un control y documentacin del avance de la rehabilitacin. Para una rehabilitacin eficaz es necesario conocer el peso que el paciente esta soportando y la evolucin a medida que avanza la rehabilitacin, por esto es necesario retirar un porcentaje del peso corporal de una manera controlada, ya que este porcentaje debe ser variable para cada paciente, para cada patologa, o para cada etapa de rehabilitacin, a medida que avanza el tratamiento, en la banda sin fin y en el suelo, adems con nuestro soporte de peso corporal los diferentes componentes del modo de andar pueden ser reentrenados simultneamente bajo condiciones dinmicas, debido a que la persona al ser entrenado bajo este sistema podr marchar con un soporte de peso y balancear los brazos al mismo tiempo, lo cual es un actividad normal y necesaria de la marcha, esto no es posible con el sistema de rehabilitacin utilizado actualmente en el pas.

________________________________

*Trabajo de grado

*Facultad de Ingenieras Fsico-Mecnicas. Escuela de Diseo Industrial.

Director M.D.I Francisco Espinel.

20

SUMMARY TITLE: SYSTEM OF PARTIAL SUSPENSION OF THE CORPORAL WEIGHT FOR EVALUATION AND REEDUCATION OF THE MARCH IN PATIENTS HEMIPLJICOS OR AFFECTED BY ANTI-PERSONNEL MINES. AUTHOR: Oscar Ricardo Ramrez Serrano* KEYS WORD: Rehabilitation, Design, March, System.** DESCRIPTION: This project is born of the need that exists in Colombia to design a system of partial suspension of the corporal weight, for the evaluation of the boss of march in patients with disorders in the walk, these disorders can be caused by an anti-personnel mine, a vascular brain disease or by some accident that affects the skill to walk. The patient on having initiated the relearning of the march, because of his pathology will not be able to support the totality of his weight, due to the pain that causes the total support of the weight on his low extremities, for lack of coordination in his extremities or to weakness in the muscles protagonists of the march. In Colombia the rehabilitation of these patients is realized in the parallel bars. Systems that do not allow realizing a controlled rehabilitation, due to the fact that the suspension given by the threshold of pain of the patient. It impedes to take a control and documentation of the advance of the rehabilitation. For an effective rehabilitation it is necessary to know the weight that the patient supports and its evolution as it advances the rehabilitation, for this it is necessary to withdraw a percentage of the corporal weight by a controlled way. this percentage must be variable for the weight of every patient, for every pathology, and for every stage of rehabilitation, as it advances the treatment, using treadmills and practice on the soil. In addition with our " support of corporal weight " the different components of the way of walking can be re-trained simultaneously under dynamic conditions, due to the fact that the person training on this system will be able to walk with a support of weight and to balance the arms at the same time, which is a normal and necessary activity of the march. With the system of rehabilitation used nowadays in the country this is not possible.

_______________________________ *Final undergraduate project

**Department of Physic and Mechanic Engineering. Industrial Design School.

Director MDI Francisco Espinel.

21

1. ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO.

1.1 Titulo SISTEMA DE SUSPENSIN PARCIAL DEL PESO CORPORAL PARA EVALUACIN Y



1.2 Director M.D.I Francisco Espinel C.

1.3 Autor Oscar Ricardo Ramrez Serrano. 2001207

1.4 Escuela Diseo Industrial. U.I.S

1.5 Facultad Ingenieras Fsico-Mecnicas. U.I.S

1.6 Entidad interesada en el proyecto.

Escuela de diseo industrial, UIS.

Laboratorio de investigacin anlisis de marcha, Escuela de Fisioterapia, UIS.

22

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO. 2.1 OBJETIVO GENERAL. Disear y construir un modelo funcional de un sistema de suspensin parcial del peso

corporal para evaluacin y reeducacin del patrn de marcha en el suelo y en la banda sin

fin, para el Laboratorio de Investigacin sobre el Anlisis de Marcha de la Escuela de

Fisioterapia de la Universidad Industrial de Santander.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Disear un sistema que pueda ser fabricado en Colombia.

Proponer una alternativa de rehabilitacin para pacientes con alteraciones en la marcha, de un sistema que permita adquirir nuevamente el equilibrio y la postura adecuada del

cuerpo, las funciones perdidas o utilizacin de la capacidad residual para facilitar la

realizacin de actividades cotidianas e incrementar su nivel de independencia.

Disear un sistema que proporcione suspensin del peso corporal que mantenga las especificaciones a medida que el paciente realiza la rehabilitacin.

Disear un sistema de rehabilitacin que evite una cada del paciente, proporcionando un soporte de total del peso corporal.

Disear sistema que proporcione al paciente seguridad, con un adecuado manejo formal-esttico, tcnico-funcional.

23

3. JUSTIFICACIN.

El diseo de mecanismos para reeducar la marcha es una prioridad, teniendo en cuenta

elevado numero de personas con alteracin de la marcha debido a patologas de origen

neurolgico, osteomuscular y lo asociado a la violencia.

Lamentablemente a causa de esta guerra social absurda, ha crecido el nmero de

personas afectadas con minas antipersonales, estas personas son un factor que aportan

entre 20 mil y 25 mil discapacitados en el mundo cada ao, a pesar de tantos esfuerzos

como el del tratado de Ottawa1 que prohbe su uso, almacenaje, produccin y

comercializacin; existen todava 14 pases en los cuales son producidas industrialmente

entre los que se encuentran Estados Unidos, Rusia, China, India, Pakistn, sin contar los

pases en las cuales son construidas de forma artesanal.

En el mundo existen, segn los expertos, 340 millones de minas antipersonales, de las

cuales 110 estn plantadas en 46 pases, el resto se encuentran almacenadas en espera

de ser vendidas o utilizadas.

En Colombia dos personas son victimas cada da por la explosin de una mina

antipersonal, de los cuales una proporcin importante, casi el 50 %, corresponde a

miembros de las fuerzas armadas, si la guerra en Colombia terminara hoy, se necesitara

20 aos y cerca de 100 millones de dlares para desarmar el pas.

El problema interno de nuestro pas no deja como nica consecuencia pacientes

amputados por minas antipersonales, tambin hay victimas que han sido heridas con

armas blancas, de fuego, bombas, etc. Tambin existen personas que sufren algn

accidente ajeno a nuestra problemtica social, arrojando como resultado no solo

amputaciones sino tambin fracturas, lesiones medulares entre otras, creando

desordenes del sistema nervioso central y sistema msculo-esqueltico, estos

desordenes sin importar el motivo se han convertido en un problema de salud pblica, por

1http://www.icrc.org/Web/spa/sitespa0.nsf/htmlall/p0702?OpenDocument&style=Custo_Final.4&View=defaultB

ody2 tratado de Ottawa pagina oficial Internacional Commettee of the Red Cross

24

el impacto en la calidad de vida de los pacientes y los problemas que genera a los

sistemas de salud, debido al alto costo de los equipos para el cuidado teraputico de esta

poblacin, tratar estos pacientes sin la infraestructura necesaria se convierte en un

desafi para los profesionales que estudian el movimiento humano.

Gracias a consecutivas investigaciones se encuentran cada da nuevos adelantos

tecnolgicos para el tratamiento y cura de enfermedades, estas investigaciones en su

gran parte son realizadas por pases desarrollados, pero desde la ltima dcada, pases

como Colombia se han dado cuenta de la necesidad de invertir en investigacin y

contribuir al desarrollo de nuestra comunidad.

Para llevar a cabo todo esto, es necesario contar con una infraestructura y profesionales

orientados a la investigacin. En pases como Colombia tener acceso a dicha

infraestructura se ha convertido en un problema, ya que el costo de esta es alto, debido a

que la tecnologa en su mayor parte es importada; hoy nos damos cuenta que desarrollar

muchos de estos equipos en nuestro pas es posible, con las condiciones locales, con

nuestra tecnologa y a un menor costo como lo es este caso, ya que los sistemas que se

consiguen comercialmente presentan inconvenientes para el personal cientfico a la hora

de recolectar datos, pues con las opciones comerciales es imposible tomar imgenes

perpendiculares al plano sagital de los pacientes, debido a que poseen estructuras

laterales que impiden este procedimiento. (Ver posteriormente estado del arte).

Aparte de esto, el costo de los equipos es alto para muchas de las instituciones de

nuestro pas, las cuales en su mayora no cuentan con apoyo econmico del estado, y

trabajan en condiciones econmicas poco favorables. El precio de estos equipos pueden

oscilar entre 25 y 50 millones de pesos aproximadamente, esto equipos son producidos

en pases como Alemania, Inglaterra, etc.

25

4. ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO. Al disear un sistema de suspensin para un laboratorio de investigacin, es necesario

controlar algunas variables de los pacientes a evaluar, como es el peso del los pacientes

y el porcentaje que se desea suspender.

Este proyecto se desarroll para la evaluacin de pacientes con un peso no mayor a

100 Kg., teniendo en cuenta que el percentil 95 para hombre en Colombia es 89.7 kg y

para las mujeres 77Kg, con una suspensin del 0% hasta 30% de su peso corporal, sin

embargo el sistema debe estar en capacidad de soportar la totalidad del peso del

paciente, con un margen de seguridad de (+) 30%.

Como resultado de la investigacin y propuesta final de diseo, se presentar un modelo

funcional y su entorno, si no es posible utilizar algunos de sus componentes por razones

de costos en produccin (Ejemplo: inyeccin de polmeros), dichos componentes sern

remplazados por otros que simulen los propuestos, siempre y cuando los nuevos puedan

representar las caractersticas tcnicas o formales del sustituido segn sea el caso,

adems, la tcnica, tecnologa y los materiales, deben estar al alcance de la universidad,

de fcil adquisicin, para la posterior construccin del prototipo, en el cual radica la

finalidad del proyecto.

La sustentacin de la propuesta final de diseo constar de un modelo funcional y un

modelo formal e ir acompaada de planos, especificaciones de materias primas,

maquinaria necesaria para su produccin y procesos de manufactura propuestos.

Para llegar a la propuesta final de diseo, el sistema deber someterse a algunas

simulaciones previas, estas simulaciones sern realizadas dependiendo de la parte del

sistema a comprobar; elementos como la estructura o carcasa, ser necesario calcularla y

comprobar su funcionamiento mediante software especializado en el tema; elementos de

mas alta complejidad como el sistema generador de tensin ser necesaria una

comprobacin con un modelo funcional para poder analizar su comportamiento.

26

5. RECURSOS 5.1 HUMANOS.

Diseador Industrial. Master en Riesgos Profesionales. Francisco Espinel Correal Docente Escuela de Diseo Industrial UIS.

Fisioterapeuta Master en ciencias del movimiento. Maria Solange Patio Directora del laboratorio anlisis de marcha

5.2 ENTIDADES.

Escuela de diseo industrial UIS. Escuela de Fisioterapia UIS. Escuela de Ingeniera Mecnica UIS. Escuela de Medicina UIS. Servicio Nacional de aprendizaje S.E.N.A.

27

6. ESTADO DEL ARTE Los desordenes en el sistema nervioso central y sistema msculo-esqueltico han llevado

al surgimiento de diversas formas de reeducacin del patrn de marcha debido a los

problemas que poseen estos pacientes, existen diferente procedimientos clnicos

utilizados en la rehabilitacin de marcha escogidos por los fisioterapeutas segn las

condiciones individuales de cada paciente, mas all no existe evidencia experimental, que

permita determinar que un mtodo es mejor que otro.

De forma general, al comienzo del siglo XX, fueron utilizados mtodos tradicionales de

ejercicios teraputicos, con nfasis en movimientos pasivos asistido por un activo,

preparando al paciente para la marcha, se utilizaban elementos de soportes como

bastones, muletas, caminadores, barras paralelas entre otros.

Posteriormente en la dcada de los 50 y 60 fueron propuestas tcnicas neuro-musculares

que utilizaban una serie de estmulos y tcnicas especficas de tratamiento para inhibir las

actividades reflejas, que interfiere con el movimiento, y facilitar las respuestas posturales y

de movimiento del lado partico.

A partir de la dcada de los 80, fue usada otra tendencia; entrenamiento en diversas

superficies, entre ellas la banda sin fin, enfatizando el trabajo directo sobre la tarea de

andar, es cuando en 1986 autores como Barbeau Y Finch,2 proponen el mtodo de

rehabilitacin en la banda sin fin con suspensin parcial del peso; y solo hasta el 2004, al

ver que los pacientes presentaban un gran retroceso en el momento de terminar la

rehabilitacin, debido al nerviosismo que le ocasionaba, empezar a caminar en el suelo,

sin una ayuda segura que le ayudara a sostener su peso, le evitara caerse y le

proporcionara una postura correcta; es por eso, que estos autores, en este ao

empezaron a estudiar el patrn de marcha con suspensin parcial del peso, en un sistema

mvil para la marcha en el suelo y en la banda sin fin.

2 http://www.litegait.com/research_finch.htm

28

Este es un panorama a nivel mundial, en nuestro pas uno de los ms afectados por este

problema, es limitado, siendo utilizados procedimientos teraputicos manuales.

6.1 ANLISIS DE LAS SOLUCIONES EXISTENTES. Para el desarrollo de proyecto se hizo un anlisis de las soluciones existentes dentro y

fuera del pas.

6.1.1 barras paralelas y caminadores: Figura 1 rehabilitacin barras paralelas o Caminadores

Fuente. Red de prense voltairenet3

En nuestro pas la rehabilitacin de estos pacientes es realizada con ayuda de las barras

paralelas o caminadores, este mtodo tiene inconvenientes como:

Desaniman a muchos pacientes que no pueden soportar su propio peso con sus extremidades inferiores.

Alteraciones en el balanceo de los brazos. Crean nuevos o malos hbitos. No permiten la documentacin en la disminucin de peso.

3 http://www.voltairenet.org/article136827.html

29

No permite ciclos de zancadas repetitivas. No facilita la interaccin al terapeuta.

Sistemas con suspensin de peso:

6.1.2 Biodex Medical Figura 2. Unweighing System

Fuente. Biodex medical.4

Descripcin:

Standard Unweighing System fabricado por Biodex Medical, una empresa inglesa,

Standard Unweighing es un sistema de suspensin mvil, su costo es de 10.000 ,

representante de ventas para Amrica se encuentra en EE.UU.

4 http://www.biodex.com.

30

Ventajas:

Sistema de suspensin mvil, til para rehabilitacin en la banda y en el suelo. El sistema no requiere energa exterior para su funcionamiento, solo utiliza una

batera de 9 V para el panel de control.

Desventajas:

La persona para desplazarse en el suelo debe desplazar con ella toda la estructura.

Posee estructuras laterales, impidiendo la visualizacin por la vista lateral del fisioterapeuta o equipo de video hacia el paciente, esto es indispensable para

llevar el control de la rehabilitacin y estadsticas en un laboratorio de anlisis de

marcha.

6.1.3 h/p/cosmos Airwalk: Figura 3 airwalk

Fuente. h/p soniber 5

5http: www.soniber.com

31

Descripcin:

Fabricado por h/p/ Soniber, una empresa alemana, h/p/cosmos airwalk es sistema de

suspensin fijo, su costo es de 9.000 , los cuales incluyen el sistema y el compresor de

aire necesario para su funcionamiento, representante de ventas para latino Amrica se

encuentra en Mxico.

Desventajas:

Posee estructuras laterales, impidiendo la visualizacin por la vista lateral del fisioterapeuta o equipo de video hacia el paciente, esto es indispensable para

llevar el control de la rehabilitacin y estadsticas en un laboratorio de anlisis de

marcha

El sistema al no ser mvil nicamente puede ser utilizado junto con una banda sin fin, impidiendo un entrenamiento en el suelo.

32

7. MARCO TERICO.

7.1 MARCHA La locomocin del hombre en condiciones normales es bpeda, esta habilidad la ha

adquirido a travs de una continua evolucin, La marcha del hombre mas all de un

instinto, es una funcin que debe aprender por medio de un proceso que todos en

condiciones normales podemos lograr6, para analizar la macha de las personas debemos

tener en cuenta factores biolgicos y mecnicos, respetando tanto las leyes fisiolgicas

como fsicas.

El centro de gravedad del hombre se sita aproximadamente delante de la segunda

vrtebra sacra, durante la marcha se ocasiona en el cuerpo un desplazamiento oscilatorio

vertical y lateral, cuanto mayor sea el desplazamiento, el costo energtico requerido para

este desplazamiento tambin ser mayor, la pelvis, la cadera y rodilla actan

coordinadamente para disminuir este movimiento, este desplazamiento del centro de

gravedad es un componente normal de la marcha.

Aparte de ser necesario disminuir el desplazamiento del centro de masa, tambin es

necesario evitar que se acelere de una manera brusca, para suavizar este movimiento la

pelvis rota en el plano horizontal (movimiento de comps) y se inclina en el plano frontal

hacia el lado de la pierna oscilante, es decir en la fase de oscilacin, la pelvis rota hacia

delante, La articulacin de la cadera opuesta acta como punto de apoyo para esta

rotacin, la rodilla tambin contribuye a disminuir el desplazamiento del centro de masa al

estar en una discreta flexin en el momento en que el cuerpo pasa por encima de la

pierna apoyada.

Para evitar la desaceleracin brusca la rodilla al momento de chocar el taln con el suelo

se flexiona, y el pie a su vez realiza una flexin plantar, estos movimientos acortan la

longitud de extremo a extremo de la pierna, absorbiendo el impacto producido por el

6 ROJAS T. Vaslak. Prtesis para pacientes con amputacin en el miembro inferior (seccin tercio medio)

desarrollo. Diseo Industrial UIS.

33

choque con el suelo, una vez el centro de masa a sido desacelerado el cuerpo necesita

ser impulsado para arriba para pasar por encima de la pierna contraria, para esto la pierna

es alongada por la extensin de la rodilla y la extensin plantar del pie.

7.1.1 Movimiento vertical del centro de masa Las amplitudes de pico a pico del rango de desplazamiento vertical del tronco son de 2.5

centmetros en las velocidades de marcha lentas, hasta cerca de 7.5 centmetros en las

velocidades de marchas rpidas (Ver Figura 4).

Figura 4 Movimiento vertical del centro de masa

Fuente autor

7.1.2 Movimiento lateral del centro de masa: Cuando una persona camina no permanece siempre en el plano de la lnea de progresin

si no que su cuerpo oscila de un lado a otro. Este desplazamiento lateral es de uno 5

centmetros, la persona inclina el peso del cuerpo hacia la extremidad que apoya.

Los brazos se comportan como pndulos que empiezan a oscilar apenas se origina la

marcha. (Ver Figura 5).

Figura 5 Movimiento lateral del centro de masa

Fuente autor.

34

7.2 FUERZAS DE REACCIN EN LA MARCHA La cintica de las personas al realizar la marcha se rige por las leyes fsicas, accin y

reaccin, todo movimiento realizado es una fuerza que por lo consiguiente genera una

reaccin, al marchar el cuerpo genera fuerzas de reaccin vertical, longitudinal,

principalmente, aunque tambin se generan fuerzas de reaccin lateral, fuerza de torsin,

pero estas son de baja intensidad.

7.2.1 Fuerza de reaccin vertical Esta fuerza es la consecuencia de los desplazamientos verticales del centro de gravedad,

en el choque del taln cuando el cuerpo es impulsado hacia arriba para pasar por encima

de la pierna que apoya, aumenta la fuerza de reaccin del suelo; cuando el cuerpo

desciende para ir a apoyarse en la pierna contraria, disminuye la fuerza vertical sobre el

suelo. Cuando la extremidad despega, impulsando el cuerpo hacia arriba y hacia delante,

se vuelve a incrementar la reaccin, se puede decir que la energa potencial del cuerpo es

igual a su peso por la altura de su centro de masa.

7.2.2 Fuerza de reaccin longitudinal Esta fuerza es la consecuencia de las fuerzas de frenado y empuje que se generan el la

marcha y se generan el momento del choque de taln cuando el cuerpo frena, y en el

despegu cuando el cuerpo empuja.

7.3 ALTERACIONES DE LA MARCHA Dependiendo de la patologa de la persona, se pueden ver diferentes alteraciones en el

modo normal de marchar.

7.3.1 Marcha atxica sensorial (tabtica) Se debe a un trastorno sensitivo posterior, con afectacin de la sensibilidad propioceptiva.

El paciente camina muy inestable, mirando al suelo, lanzando los pasos. La estabilidad

empeora al cerrar los ojos. Tambin es conocida como marcha de algodn.

35

7.3.2 Marcha atxica El paciente tiene dificultad en iniciar la marcha, se queda con los pies pegados al suelo

(falla la orden promotora de comienzo a caminar).

7.3.3 Marcha Parkinsoniana De paso corto, con el tronco antepulsionado, sin braceo, con dificultades en los giros. Es

la misma marcha festinante, el paciente comienza a acelerarse, con pasos cortos rpidos

y tiende a caer hacia delante.

7.3.4 Marcha en steppage: Debilidad de los msculos flexores dorsales de pie. El paciente tiene que elevar mucho el

pie para que al lanzar el paso, sin chocar la punta con el suelo, se conoce como

chancleteo.

7.3.5 Marcha hemipartica (circunduccin): La extremidad inferior esta en extensin y el paciente, para avanzar la extremidad y salvar

el obstculo del suelo, debe realizar un movimiento de circunduccin hacia fuera y hacia

delante.

7.3.6 Marcha miopatica (de pato): La persona exagera el movimiento de proyeccin y flexin al caminar, eleva la pelvis

sucesivamente, simulando el andar de un pato.

7.3.7 Marcha espstica (tijeras): La persona tiene problemas al flexionar las piernas, obligndolo a andar simulando el

movimiento de andar de unas tijeras.

7.4 PRTESIS Las prtesis mas usadas que necesitan reeducacin del patrn de marcha, son las

prtesis de las extremidades inferiores, estas son requeridas cuando existe una

amputacin, siendo este problema msculo-esqueltico de carcter especial porque la

36

incapacidad no depende de un estado patolgico, sino de la perdida del segmento.

7.4.1 Causas para una amputacin:

Lesiones accidentales por violencia en las extremidades. Muerte tisular por insuficiencia vascular perifrica arteriosclertica diabtica. Muerte de los tejidos por estados vasospsticos perifricos como enfermedad de

Buerger y enfermedad de Raynaud.

Neoplasias malignas. Infecciones de larga duracin de huesos y otros tejidos que no permiten el

restablecimiento de la funcin.

Lesiones trmicas por calor fri. Miembro deforme intil que el paciente considera antiesttico. Otros estados que pueden poner en peligro la vida del paciente, como accidente

vascular y mordedura de serpiente.

Falta congnita. 7.4.2 Anlisis del patrn de marcha en pacientes con prtesis Para logra un entrenamiento adecuado, el encargado de la rehabilitacin debe determinar

claramente cual en el origen del problema, para poder guiar al paciente y lograr una

marcha lo mas cercana a lo normal, disminuir el esfuerzo fsico del paciente y permitirle

que se sienta libre de molestias.

Para el anlisis de la marcha, se debe acompaar del conocimiento de la marcha humana

normal, de kinesiologa, de biomecnica y de las caractersticas funcionales y

estructurales de los componentes protsicos y ortesicos, lo cual ayudar a determinar las

posibles causas de las fallas que se observan en el paciente amputado, mientras camina.

Este proyecto nos ser til para evaluar, reeducarlas, e investigar las causas por las

cuales el paciente esta teniendo una alteracin en el patrn de marcha normal.

7.4.3 Problemas ms comunes de la marcha en pacientes con prtesis

Inclinacin lateral del tronco

37

Marcha en circulacin. Empinarse. Rotacin del pie al apoyo del taln. Movimiento desigual de los brazos.

7.4.4 Causas ms comunes por las cuales el paciente presentar alteracin en la marcha: Los pacientes con prtesis pueden presentar diferentes problemas para marchar, los

cuales pueden presentarse debido a la prtesis o al mismo paciente.

7.4.4.1 Causas relacionadas con la prtesis:

Puede tener una prtesis corta. La forma de la pared lateral del socket no da el soporte necesario al fmur. La pared medial puede estar muy alta. La prtesis puede estar demasiado larga. La pared media de la prtesis demasiado alta. La forma inadecuada de la pared lateral del socket no da el soporte necesario al

fmur.

La banda plvica puede estar colocada lejos del cuerpo del paciente. Friccin excesiva de la articulacin o una ayuda extensora demasiado tirante que

impide la flexin de la cadera.

Fijacin inadecuada del socket. Demasiada rigidez en el alineamiento. Demasiada resistencia a la plantiflexin por un taln de caucho demasiado duro. Construccin de la prtesis con demasiada rotacin lateral. El socket demasiado ajustado. La fijacin inadecuada del socket puede causar molestias en el mun lo que hace

que el paciente camine con lo miembros inferiores rgidos.

38

7.4.4.2 Causas relacionadas con el amputado:

Equilibrio inestable. Contractura en abduccin Mun hipersensible y doloroso, especialmente en la cara lateral, tercio distal. Si el mun es muy corto. El paciente puede haber adquirido este mal habito por falta de entrenamiento Inseguridad que le impide flexionar la rodilla, por debilidad muscular o miedo de

tropezar.

Molestia en el mun. Extensin muy fuerte del fmur cuando el taln toca el suelo. Falta de fuerza muscular en el mun para controlar la prtesis. El brazo del lado de la prtesis se mantiene muy cerca del cuerpo durante la

marcha.

Mal equilibrio. falta de un buen comps en la marcha.

7.5 DESORDENES DEL MOVIMIENTO Y PATOLOGAS NEUROLGICAS Los desordenes del movimiento y patologas neurolgicas son los principales motivo por

los cuales los pacientes necesitan rehabilitacin de la movilidad funcional.

Reemplazo articular. Daos de la medula espinal. Daos en el encfalo. Enfermedad de parkinson. Distrofias musculares. Esclerosis mltiple. Debilidades de balance, coordinacin y postura. Parlisis cerebrales. Amputaciones.

39

7.6 ACCIDENTE CEREBROVASCULAR (ACV) Las lesiones en el sistema nervioso mas frecuentes se deben a alteraciones de la

estructura nerviosa por dficit de irrigacin arterial, tratndose de una hemorragia o en

otros casos de una obstruccin arterial por trombosis o embolia.

Su consecuencia es un sndrome ms o menos invalidante, con una sintomatologa que

depende de la localizacin del rea afectada en el eje cerebroespinal. La lesin vascular

puede ocurrir a cualquier nivel del sistema nervioso central o de sus cubiertas dejando

secuelas definitivas como lo es la hemipljia, o hemiparesia.

7.6.1 Hemipljia La hemipljia es la principal consecuencia de estas alteraciones y se caracteriza por la

perdida de los movimientos voluntarios en una mitad del cuerpo, dividido por medio del

plano medio sagital (Ver Figura 6), junto con alteracin del tono postural, que puede verse

aumentado (espasticidad) o disminuido (flacidez) o ambas cosas a la vez. Esta alteracin

obedece a lesiones de las neuronas motoras superiores del encfalo o de segmentos

superiores de la medula espinal y puede ocurrir a cualquier edad y puede ser causada por

un aneurisma, una embolia cerebral o por tumores o abscesos en la cavidad craneana.

Los traumatismos craneales son causas crecientes de la hemipljia. Figura 6 plano sagital

Fuente autor

40

7.6.1 Problemas del paciente hemipljico Los pacientes hemipljicos en las etapas iniciales la flacidez (hipotona) tienen dificultad

para iniciar el movimiento. No existe resistencia de los movimientos pasivos y el paciente

no consigue sostener la extremidad en ninguna posicin.

En cambio cuando esta espstico la resistencia es demasiada (hipertona) como para

poder realizar un movimiento, el msculo simplemente no es capaz de relajarse. La

sensacin es el factor bsico de la coordinacin normal de los movimientos y de la

recuperacin de estos, en la hemipleja tiene la sensacin alterada o disminuida. Si la

prdida sensorial es completa el enfermo pierde la nocin de la posicin de sus miembros

en relacin con su cuerpo y con espacio. Por lo general el enfermo todava reconoce el

dolor, el calor y el fro, aunque con un dficit cualitativo.

Resultados de varios estudios indican que la marcha del hemipljico implica un gasto

enrgico entre 50 y 60% mayor al de un sujeto normal. Waters y Mulroy (1999)

consideran que la disminucin de la velocidad se da como un mecanismo del cuerpo para

ajustar el consumo del oxigeno como una forma de economa del sistema. De esta forma

el patrn de marcha hemipljico es poco eficiente y tiene marcadas limitaciones

funcionales, especialmente cuando se realizan conjuntamente otras actividades motoras.

Los estudios demuestran que se cierto grado de recuperacin del hemipljico se da en

una fase de recuperacin espontnea que acontece durante los primeros tres meses post

ACV, en especial durante las primeras semanas. El proceso de recuperacin contina

despus de meses y aos posteriores al ACV y puede llegar a ser completo segn la

gravedad de su alteracin y la continua asistencia al tratamiento. Se debe tener en

cuenta que el paciente hemipljico no solo tiene alterada su funcin motora sino tambin

su estado psicolgico ya que su autoestima se ve gravemente afectada y sufren de

depresin, aislamiento social y deterioro fsico.

7.6.2 Rehabilitacin del enfermo hemipljico La hemipleja es una de las enfermedades que requieren atencin con mayor frecuencia.

La tpica parlisis del brazo, y pierna es el residuo funcional y neuromuscular producido

generalmente por la oclusin o ruptura de una arteria que irriga el hemisferio colateral del

41

cerebro. Esto constituye el ataque o accidente cerebro vascular habitual, la rehabilitacin

se aplicara a los sobrevivientes de un accidente cerebro vascular que presentan lesin e

incapacidad funcional.

La rehabilitacin de la victima del ataque hemipljico tiende a permitir al paciente una

oportunidad de llevar una vida tan plena y autosuficiente como sus posibilidades fsicas,

socioeconmicas y emocionales lo permitan. El proceso de rehabilitacin busca cumplir

sus objetivos disminuyendo cualquier disparidad que pudiera existir entre la incapacidad

real del paciente y las capacidades funcionales existentes a pesar del dficit fisiolgico

neuromuscular producido por el ataque. Las deficiencias sensoriales y motoras de la

afeccin de la neurona motora superior no impide a al mayora de los pacientes a

aprender de nuevo a trasladarse, estar de pie y andar, pero muchos puede llegar a

realizar estas tareas independientemente. La disparidad entre lesin e incapacidad no

solo se estrecha por las tcnicas y aparatos para mejorar las capacidades, sino tambin

ayudando al paciente a sobreponerse al miedo, depresin le impiden aceptar y utilizar la

ayuda.

El fisiatra, al dirigir la rehabilitacin del paciente afectado tras haber efectuado su

valoracin, no solo debe prescribir diversos tratamientos y aparatos, sino tambin asistir al

equipo profesional en su orientacin para las necesidades psicolgicas y

socioeconmicas de los enfermos.

7.6.3 Importancia de las actitudes: Un programa de rehabilitacin para sobrevivientes de AVC gravemente afectados debe

ser asistido por un equipo que conozca la disfuncin neuromuscular y las disfunciones

mdicas concomitantes. El equipo tambin debe evaluar la influencia de los problemas

emocionales, intelectuales, sociales y vocacionales.

La aptitud de los miembros del equipo hacia el hemipljico tiene una influencia a largo

plazo sino determinante. Todo equipo debe reconocer y mantener al enfermo en su lucha

emocional para sobrepasar el shock profundo, la frustracin, el miedo que experimenta

cuando se encuentra reducido a la dependencia completa que se debe a su incapacidad

42

para que su propio cuerpo responda a sus ordenes. Los que estn en torno a el deben

ayudar a encontrar su dignidad de ser humano. No es suficiente urgir al enfermo a ser

de nuevo independiente y til. Para sobreponerse a la depresin el enfermo hemipljico

debe considerar que su vida aun tiene significacin y razn de ser. La actitud del equipo

debe sugerir la aceptacin de la vida del paciente. El fisiatra, como gua influyente, debe

difundir esta actitud en el equipo. As ayudara al angustiado paciente hemipljico a luchar

contra frustraciones y resentimientos que le conducen a la incapacidad ms an que su

afectaron neuromuscular. Si el paciente cree en su propia vala, en su propia fuerza

emocional y fsica, en su propia integridad, aceptara una imagen fsica revisada de si

mismo, as como sus limitaciones fsicas. Seria entonces libre de aceptar ayuda y

desarrollar su independencia. Entonces podr recoger la esplendida recompensa de su

propio sentido de realizacin sin el cual su vida carecera de significado.

7.6.4 Las causas de las lesiones vasculares son principalmente. Las lesiones vasculares se presentan por tres motivos, hemorragias, trombosis o embolia.

7.6.4.1 Hemorragias Son provenientes de las roturas de los vasos vasculares del cerebro generalmente de la

rotura de las paredes de una arteria. Las causas de roturas de los vasos son la

hipertensin arterial, las enfermedades hemorrgicas, el traumatismo y los tumores

erosionantes. Las hemorragias producen las deficiencias funcionales residuales ms

graves y las recuperaciones ms lentas. Las paredes de las arterias se ven afectadas

tambin por otras alteraciones que las debilitan (aterosclerosis, microaneurismas, arteritis

especificas) que hacen posible la rotura del vaso y elevan la tensin arterial en un

enfermo ya hipertenso lo que sucede por emociones y esfuerzos fsicos.

7.6.4.2 Trombosis Consiste en una coagulacin intravascular producida por alteraciones de las paredes de

los vasos y la lentificacion de la corriente sangunea, de aqu que sea la aterosclerosis

con sus placas de ateroma en la pared arterial, el trastorno bsico de casi todas las

trombosis cerebrales. Cuando se crea la obstruccin de la luz arterial deja de llegar riego

43

sanguneo a las diferentes zonas que irrigaba el vaso creando as una disminucin del

oxigeno aportado a las clulas (hipoxia) causando los trastornos transitorios como afasias

y hemiparesias.

7.6.4.3 Embolia Aparece por obstruccin de un fragmento de coagulo desprendido de un foco de

trombosis en una arteria cerebral. Se origina principalmente en el corazn, se asocia con

estenosis mitral, con trombosis coronaria y con fibrilacin auricular.

7.6.5 Trauma Crneo-Enceflico (T.C.E) Los traumas crneo enceflicos tambin conocidos por sus siglas T.C.E. son causados

por la presencia de tumores cerebrales.

7.6.5.1 Tumores cerebrales Consisten en el crecimiento anormal del tejido cerebral. Un tumor benigno no contiene

clulas cancerosas y, generalmente, una vez extrado no vuelve a aparecer. La mayora

de los tumores benignos tienen los bordes bien delimitados, lo cual significa que no

invaden el tejido que los rodea. No obstante, estos tumores pueden causar sntomas

similares a los de los tumores cancerosos debido a su tamao y ubicacin en el cerebro.

Los tumores cerebrales malignos contienen clulas cancerosas. Estos tumores

generalmente crecen rpidamente e invaden los tejidos que los rodean. Los tumores

cerebrales malignos no suelen diseminarse a otras partes del cuerpo, pero pueden

reaparecer despus del tratamiento. A veces, un tumor cerebral que no es canceroso se

considera maligno debido a su tamao, su ubicacin y el dao que puede producir en las

funciones vitales del cerebro.

Los tumores cerebrales pueden aparecer a cualquier edad. Los tumores cerebrales que

se desarrollan en bebs y nios son extremadamente diferentes de los que se desarrollan

en adultos, ya sea en trminos del tipo de clulas y de la receptividad al tratamiento.

44

7.6.5.2 Causa de los tumores cerebrales La mayora de los tumores cerebrales tienen anomalas de los genes que participan en el control del ciclo celular, haciendo que las clulas crezcan de manera no controlada. Dichas anomalas se deben a alteraciones directas de los genes o a desarreglos de los cromosomas que hacen cambiar la funcin de un gen.

Los pacientes que tienen ciertas enfermedades genticas (por ejemplo, la

neurofibromatosis, la enfermedad de Von Hippel-Lindau, el sndrome de Li-Fraumeni y el

retinoblastoma) tienen tambin mayor riesgo de desarrollar tumores del sistema nervioso

central. Existen tambin algunos informes de nios de la misma familia que desarrollaron

tumores cerebrales sin tener ninguno de los sndromes genticos anteriores.

Los investigadores han estudiado a los padres de nios que tienen tumores cerebrales y

su exposicin en el pasado a ciertas sustancias qumicas. Algunas sustancias qumicas

pueden cambiar la estructura de un gen que protege al cuerpo de las enfermedades y del

cncer. Los trabajadores de las refineras de petrleo y de las fbricas de caucho y los

qumicos tienen una mayor incidencia de ciertos tipos de tumores. An se desconoce la

sustancia qumica txica (si es que existe alguna) que est relacionada con dicho

aumento en el desarrollo de tumores.

Los nios que han recibido radioterapia en la cabeza como parte de un tratamiento previo

para otros tumores malignos tambin tienen mayor riesgo de desarrollar nuevos tumores

cerebrales.

Los sntomas varan dependiendo del tamao y de la ubicacin del tumor. Muchos de los

sntomas estn relacionados con un aumento de la presin en el encfalo o en esa zona.

En el crneo no hay espacio libre para ninguna otra cosa que no sean los delicados

tejidos del encfalo y su lquido. Cualquier tumor, tejido adicional o fluido puede ejercer

presin en el encfalo y provocar los siguientes sntomas:

Aumento de la presin intracraneal (ICP): causado por la presencia de tejidos o fluido

adicional en el encfalo. La presin puede aumentar porque se bloque uno o varios

ventrculos que drenan lquido cefalorraqudeo (CSF, el fluido que rodea el encfalo y la

45

mdula espinal) dejando lquido atrapado en el encfalo. El aumento de la ICP puede

causar lo siguiente: dolor de cabeza, vmitos (generalmente por la maana), nuseas,

cambios de personalidad, irritabilidad, somnolencia, depresin, disminucin de las

funciones cardiaca y respiratoria que, si no se tratan, pueden resultar en un estado de

coma.

Los sntomas varan en funcin de la parte del encfalo en la que se encuentra el tumor.

Los sntomas de los tumores en el cerebro (la parte frontal del encfalo) pueden incluir:

convulsiones, alteraciones visuales, dificultad al hablar, parlisis o debilidad en una mitad

del cuerpo o de la cara, aumento de la presin intracraneal (ICP), somnolencia o

confusin, cambios de personalidad

Los sntomas de los tumores en el tronco del encfalo (la parte media del encfalo)

pueden incluir: convulsiones, problemas endocrinos, alteraciones visuales, dolor de

cabeza, parlisis de los nervios y msculos de la cara o la mitad del cuerpo, cambios

respiratorios, aumento de la presin intracraneana

Los sntomas de los tumores en el cerebelo (la parte posterior del encfalo) pueden

incluir: Aumento de la presin intracraneal (ICP), vmitos (generalmente por la maana y

sin nuseas), dolores de cabeza, falta de coordinacin de los movimientos musculares,

problemas para caminar (ataxia).

7.7 LESION MEDULAR Estadsticamente, las Lesiones Medulares, estn causadas, en casi un 50% de los casos

por accidentes de Trfico, siguen en frecuencia, las cadas (incluyendo accidentes

deportivos), y los accidentes laborales. A nivel cervical, se produce un dficit neurolgico

asociado en el 39% de las fracturas, siendo la ms frecuente.

Ante un trauma vertebral, es a nivel dorsal, donde el paralelismo entre lesin sea y

neurolgica, es ms estrecho, pero hay que tener siempre en cuenta, que pueden existir

grandes destrozos seos, sin repercusin neurolgica, y al contrario, parapleja definitivas

y completas sin lesin sea, ya que el hueso no es el nico responsable en la lesin

46

medular. Los ligamentos, vasos, discos intervertebrales, juegan un papel no despreciable

en el sufrimiento medular.

El mecanismo de produccin de la lesin medular, es complejo, Rotacin, hiperflexin,

hiperextensin, compresin y fenmenos de estiramiento, son movimientos que pueden

producir la lesin.

7.7.1 Clasificacin de las lesiones vertebrales Las lesiones vertebrales pueden ser una lesin seas, que es cuando se presenta una

fractura o una luxacion, o puede ser una lesin blanda que en cuando se presenta en

ligamentos, o se encuentran hernias discales.

7.8 BIPEDESTACION Y MARCHA La marcha slo ser posible en un pequeo nmero de lesionados, pero la bipedestacin

entre paralelas o aparatos de bipedestacin, debe prescribirse por los efectos

beneficiosos sobre la osteoporosis, xtasis visceral, espasticidad, deformacin de las

extremidades inferiores y condicin fsica general.

En un parapljico, sin complicaciones, desde la primera vez que se levanta a silla, hasta

que puede marchar con aparatos, pueden pasar de 3 a 6 meses.

En lesiones por debajo de L5, el dficit motor es discreto, el problema es fundamentalmente esfinteriano.

Lesiones de nivel L5, ser posible la marcha con dos bastones. Lesiones L3-L4, se precisarn aparatos, con dos bastones, y la marcha ser en cuatro

o dos tiempos.

Lesiones L1, ser igual que en lo anterior, pero la marcha solo ser posible en cuatro tiempos, pendular.

Lesiones D10, se necesitar unos aparatos largos, con banda plvica, y la marcha slo ser pendular.

Lesiones completas por encima de D10, la marcha ser casi imposible.

47

8 DESCRIPCIONES DE LA INVESTIGACIN.

8.1. PROCEDIMIENTO Para determinar el estado clnico de los pacientes, es realizada una valoracin motora de

los miembros inferiores mediante una observacin directa del performance. Despus de

esta valoracin, los participantes, son preparados para la simulacin experimental. Para

esto es necesario ponerles unos marcadores reflectivos de 2,5 cm. de dimetro, en los

miembros inferiores (izquierdo y derecho) en los siguientes puntos anatmicos: trocnte

mayor (1), cndilo femoral (2), malolo fibular (3) y quinto metatarsiano (4), y medir las

distancias entre estos marcadores, los cuales sern observados y controlados por el

personal cientfico encargado del anlisis de la marcha.7 (ver figura 7).

Figura 7. Marcadores

Fuente autor

7PATIO Maria S. Proyecto de master Anlisis en la marcha de pacientes hemipljicos. Directora del

laboratorio sobre el anlisis de marcha.

48

Este procedimiento es realizado en el laboratorio, el cual en nuestro caso es el laboratorio

de anlisis de marcha de la Universidad Industrial de Santander, este tiene unas

dimensiones de 500 cm. de largo por 400 cm. de ancho (ver figura 8)

Figura 8. Ilustracin planos tcnicos del laboratorio

Fuente autor.

8.2 VARIABLES DEPENDIENTES Las variables dependientes consideradas en la valoracin del patrn de marcha fueron

agrupadas en cinco categoras.

8.2.1 variables descriptivas Las variables descriptivas nos proporcionan informacin sobre el ciclo de la pasada en el

suelo y en la banda con todo el peso o con soporte de 15% y 30% del peso corporal, en

49

estas superficies se puede evaluar las siguientes variables:

8.2.1.1 Longitud de la pasada El la distancia que mide la pasada, su unidad se da en (metros).

8.2.1.2 Duracin de la pasada Es el tiempo en el que transcurre una pasada, su unidad se da en (seg.).

8.2.1.3 Frecuencia de la pasada Es el numero de pasadas en un segundo, es calculada mediante la ecuacin (frecuencia =

1 seg. / Duracin de la pasada), su unidad se da en (pasadas/seg.)

8.2.1.4 Velocidad La velocidad de la marcha, es calculada mediante la ecuacin (velocidad = longitud de la

pasada / Duracin de la pasada), su unidad se da en (m/seg.) Figura 9. Pasada

Fuente autor

8.2.2 Variables temporales. Las variables temporales nos proporcionan informacin sobre el tiempo relativo de las

fases de marcha en un ciclo de pasada en el suelo y en la banda con condiciones

50

diferentes de peso.

8.2.3 Fases de marcha Figura 10. Fases de marcha

Fuente autor

8.2.3.1 Primer doble apoyo Se caracteriza por que los dos pies estn en contacto con el suelo, uno esta iniciando el

apoyo en el taln, mientras el otro se encuentra finalizando en contacto en la cabeza del

primer metatarsiano.

8.2.3.2 Primer apoyo unilateral El pie que anteriormente se encontraba finalizando en contacto en la cabeza del primer

metatarsiano, inicia se periodo de balanceo, el peso del cuerpo se encuentra apoyada en

una sola extremidad, este periodo de balanceo se encentra dividido en dos fases, segn

la pierna se encuentre por detrs o por delate del eje de gravedad.

8.2.3.3 Segundo doble apoyo Es simtrico al primer doble apoyo, pero aqu el pie que antes estaba finalizando el

contacto ahora lo inicia, mientras el otro pie acaba se encuentra acabando el apoyo.

8.2.3.4 Segundo apoyo unilateral Es simtrico al segundo tiempo pero ahora el peso de cuerpo se encuentra apoyado en el

otro pie.

51

8.2.4 Variable relacionada con la cinemtica articular. Las variables relacionadas con la cinemtica articular nos proporcionan informacin

sobre los ngulos de flexin formados en la extremidad inferior en las diferentes fases del

ciclo de andar en el suelo y en la banda con condiciones diferentes de peso ( ver figura

11). Figura. 11 ngulos de la marcha

Fuente autor

8.2.5 Variables coordenativas Esta variable nos proporcionan informacin sobre el porcentaje de tiempo del ciclo de

pasada del miembro pattico (lesionado) y el no paretico (no lesionado), es calculada

mediante la siguiente ecuacin (porcentaje de tiempo del ciclo de pasada del miembro

paretico=(tiempo del ciclo de pasada del miembro paretico/ total de tiempo de la pasada)

multiplicado por 100. (Porcentaje de tiempo del ciclo de pasada del miembro no

paretico=(tiempo del ciclo de pasada del miembro no paretico/total de tiempo de la

pasada) multiplicado por 100.

8.2.6 ndice de simetra Finalmente el ndice de simetra es calculado mediante la siguiente ecuacin

(ndice de simetra = resultados de pruebas en pierna partica/resultados de pruebas en

pierna no partica), un ndice de simetra perfecto es igual a 1, este ndice de simetra nos

es til para conocer como es en comportamiento del paciente al desarrollar la marcha en

52

el lado paretico Vs el lado no paretico.

8.3 Ventajas de la disminucin del peso para el paciente

provee entrenamiento del transporte del soporte peso parcial como herramienta para promocionar los patrones normales de marcha, incluyendo los pasos

simtricos bilaterales, longitud del paso y cadencia.

Ayuda a controlar la postura. Desarrolla el balance y la coordinacin. Incrementa la resistencia y capacidad cardiovasculares. Reduce el dolor, acompaado de demandas metablicas y cardiacas. Provee un ambiente seguro para el paciente y el terapista. Reduce el numero de personal requerido para la actividad.

8.4 Ventajas y desventajas del sistema de suspensin de peso en banda sin fin y suelo. La rehabilitacin de los pacientes en cada uno de los diferentes medios propuesto

conlleva a una serie de ventajas y de desventajas.

8.4.1 Ventajas de la rehabilitacin en la banda sin fin

El paciente disminuye el gasto energtico. Debido a que se presenta menor esfuerzo para controlar el lado afectado y para deslazar el centro de gravedad

hacia delante.

Se puede controlar el tiempo del entrenamiento. mejora la simetra y sincronizacin. Proporciona una sensacin normal de movimiento. Apresura el paso, obligndolo a una utilizacin forzada del lado afectado Activa de manera inconsciente los movimientos inhibidos. Se mantiene la velocidad de marcha constante.

8.4.2 Limitantes de la rehabilitacin en la banda sin fin:

El entrenamiento es realizado en un contexto diferente al que se utiliza en la vida diaria.

53

No existe flujo visual como en el suelo ( horizonte) 8.4.3 Ventajas de la rehabilitacin en el suelo

Es el medio normal de desarrollo de la marcha. realmente debe estar capacitado es para realizar la marcha en este medio.

Ayuda a tener una retroalimentacin sensorial ms normal a la de la vida cotidiana.

54

9. PROCESO DE DISEO El proceso de diseo se llev a cabo por medio del mtodo Diseo funcional y conceptual

por ingeniera concurrente que propone Francisco Aguayo Gonzlez y Vctor M. Soltero8

El proceso de diseo se desarroll de la siguiente manera:

1. Diseo conceptual del sistema: esta parte se centrar en encontrar el horizonte del

proyecto, se realizarn los requerimientos, para tener un enfoque de lo que se

quiere realizar.

2. Diseo preliminar del sistema: centrado en la creacin de posibles soluciones, con

el fin de generar la mayor cantidad de soluciones del problema.

3. Diseo de detalle y desarrollo del sistema: centrado en el anlisis de la viabilidad

de algunas de las posibles soluciones y convertirlas en alternativas.

4. Test del sistema y evaluacin: esta fase del diseo se centrar en el anlisis, la

evaluacin y seleccin de las alternativas, con el fin de hallar la que mejor se

ajuste a los requerimientos.

8 AGUAYO. Francisco Metodologa del diseo industrial un enfoque desde la Ingeniera Concurrente,

Alfaomega grupo editorial, S.A 2003 MEXICO cap 10 pg 206.

55

Figura 12. Proceso de diseo

Fuente metodologa del diseo 9

9 Ibid., p. 207.

56

9.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA. Tabla1. Requerimientos de uso

9.3.1 Requerimientos de uso.

El sistema debe ser claro en la siguiente informacin

Para qu sirve. Cmo debe ser usado

Fuente autor

Tabla2. Requerimientos de funcin

9.3.2 Requerimientos de funcin.

El sistema debe ser diseado para ser usado por personal, que no requiera conocimiento tcnico del funcionamiento interno del sistema.

Adaptabilidad a las diversas incapacidades y actividades.

Adaptabilidad al progreso o a la regresin fsica.

Fuente autor

57

Tabla 3. Requerimientos estructurales

9.3.3 Requerimientos estructurales.

Las dimensiones del sistema deben estar determinadas por las necesidades y por las condiciones del laboratorio.

Se debe especificar claramente el mximo peso que puede soportar el sistema, (Mximo 100 Kg.) con un factor de seguridad de 1.2

(Resistencia del sistema = peso del paciente X factor de seguridad)

( Resistencia del sistema = )(100 Kg X 1.2 )= 120 Kg

Fuente autor

Tabla 4. Requerimientos tcnico-productivos

9.3.4 Requerimientos tcnico-productivos.

En el diseo del sistema se debe contemplar los materiales a utilizar y procesos de produccin que sean asequibles en nuestro pas.

Las partes del sistema que sean reemplazables como rodamientos, cables de acero, tornillos, entre otros deben ser piezas estandarizadas para su fcil

reemplazo en caso que as sea requerido. Fuente autor

58

Tabla 5. Requerimientos formal-estticos

9.3.5 Requerimientos formal-estticos.

El sistema debe tener un estilo formal coherente con el entorno, un estilo minimalista, guardando un equilibrio sensorial, adems de la psicologa de los

colores.

El sistema, debe dar al participante la suficiente seguridad, fsica y psicolgica para que al momento de ser usado, no se convierta en un generador de

distraccin nerviosismo.

El sistema debe brindar desde la perspectiva formal-esttica informacin de usabilidad.

Fuente autor.

Tabla 6. Requerimientos ergonmicos

9.3.6 Requerimientos ergonmicos.

En el sistema se debe contemplar los factores:

Factores psicolgicos como percepcin del sistema y su representacin.

Factor ambiental como minimizacin del ruido, vibraciones.

Posturales que coayude con la correcta postura de los pacientes.

Fuente autor

59

10. GENERACIN DE ALTERNATIVAS

Para la generacin de alternativas se emplear el mtodo de diagrama morfolgico

ideado por Zwickg. Su principio se encuentra en el hecho que un problema de diseo de

producto se resuelve mejor si se descompone en subsistemas, el cual propone Francisco

Aguayo y Vctor Soltero10.

Esta metodologa es ideal para el desarrollo de proyectos complejos o extensos, en los

cuales se requiere maximizar el potencial de diseo y la cantidad de alternativas, su

aplicacin consiste en analizar el problema general, dividirlo en subsistemas y

jerarquizarlos, de esta manera podemos dar una lluvia de ideas por cada uno de los

subsistemas y no solo del problema en general, as posteriormente podemos generar

alternativas resultantes de la combinacin de la lluvia de ideas de cada subsistema.

El principal propsito de este mtodo es ampliar la bsqueda de nuevas soluciones

posibles.( ver figura 13 p.58)

Descripcin de los subsistemas:

El problema general se dividi en tres subsistemas:

1. Estructura: la estructura es la encargada de soportar el sistema.

2. Sistema de tensin: el sistema de tensin es el encargado de proporcionar el

soporte del peso al paciente.

3. Carcasa: la carcasa es la encargada de dar seguridad visual al sistema y contener

la estructura.

10 Ibid., p. 182.

60

Figura 13. Divisin del sistema

Fuente autor.

Argumentacin de innovacin:

El diseo del sistema de suspensin parcial del peso corporal para evaluacin y

reeducacin del patrn de marcha, se presenta como una alternativa para la

rehabilitacin, con un diseo que combina ciencia, tecnologa, innovacin, ergonoma,

esttica y funcionalidad.

Este diseo es concebido pensando en el usuario, el cual aporta un factor tcnico-

productivo, por medio del desarrollo de una nueva aplicacin a la tecnologa existente,

logrando innovacin, y siendo pioneros a nivel nacional en este campo dando como valor

agregado, el aporte formal-esttico el cual es un diseo estticamente limpio, con

conceptos de modularidad, contraste, orden, entre otros.

61

10.1 ESTRUCTURA. La estructura es la parte del sistema encargada de contener el sistema generador de tensin y actuar como soporte de la carcasa, para el diseo de este subsistema se

disearon dos posibles alternativas: 1 estructura con cercha, 2 estructura con perfil en I.

10.1.1 Estructura con cercha Descripcin: La estructura esta compuesta por dos bases de 200 cms * 4 pulgadas de dimetro

externo y un espesor de de pulgada, con W=16 KgF/M, cuatro ngulos rectos de 1

1/2 pulgada de ancho y 1/8 de pulgada de espesor en acero A-36 W=1,54kgf/M, la cercha

es de varilla de acero 1045 de pulgada (ver figura 14).

Figuran 14. Vista de la estructura con cercha

Fuente autor

62

Figura 15. Perspectiva estructura con cercha.

Fuente autor

Comprobacin: Virtual y analtica.

La estructura se calcul analticamente, por medio de este proceso se determinaron las

dimensiones, forma y calibre de los materiales de la estructura en cercha, posteriormente

fue modelada en el software Rhinoceros 3D Modeling/CAD versin 3.0, y exportado a

solid Works 2004, donde por medio del plugin cosmos se simularon las carga a las cuales

ser sometida la estructura. El diseo de la estructura, clculos y seleccin de materiales

fueron elaborados por el estudiante Oscar Ricardo Ramrez Serrano, este proceso cont

con la supervisin y aprobacin del ingeniero civil Especialista en estructuras Alexis Vega

Argello docen

suspension corporal

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